透明导电薄膜及具有其的触控传感器的制作方法

本发明涉及薄膜技术领域，具体而言，涉及一种透明导电薄膜及具有其的触控传感器。

背景技术：

现在的电子类产品中，透明静电感应类的触控传感器应用非常广泛。尤其是在移动通讯方面，诸如手机、平板电脑等，基本上都是透明静电感应类的触控传感器。透明导电薄膜作为上述传感器的基本组成部件，其开发一直受到业界的关注。

但是，现有技术中的透明导电薄膜主要是基于ito薄膜的开发。ito薄膜的最主要问题是在维持透过率在88％以上的前提下，其方阻在80欧姆以上，从而难以满足大尺寸、高敏感性触控传感器的需求；与此同时，其他的透明导电薄膜材料，诸如纳米银丝、碳纳米管、金属网格等，存在着透明度不够、可视性不好、耐久性能不足以及加工困难等问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种透明导电薄膜及具有其的触控传感器，以解决现有技术中的透明导电薄膜无法满足触控传感器对光学性能和导电性能需求的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种透明导电薄膜，包括透明基材层以及设置于透明基材层上的导电层组，导电层组包括：至少两层ito层，层叠设置于透明基材层上；以及至少一层碳素层，各碳素层间隔设置于相邻ito层之间。

进一步地，碳素层的厚度为0.1～2nm。

进一步地，导电层组包括1～5层碳素层。

进一步地，碳素层叠加后的总厚度为0.1～5nm。

进一步地，导电层组的厚度为15～35nm。

进一步地，碳素层为石墨烯层或纳米碳颗粒层。

进一步地，ito层中氧化锡的质量的百分比为2％～25％。

进一步地，导电层组的方阻为0.01～60ω/sq，光透过率大于85％。

进一步地，透明基材层的厚度为5～200μm。

根据本发明的另一方面，提供了一种触控传感器，包括透明导电薄膜，透明导电薄膜为上述的透明导电薄膜。

应用本发明的技术方案，提供了一种包括透明基材层以及设置于透明基材层上的导电层组的透明导电薄膜，该导电层组包括至少两层ito层以及至少一层碳素层，ito层层叠设置于透明基材层上，且各碳素层间隔设置于相邻各ito层之间，由于碳素层暴露于空气中易受外界因素而导致受损，从而本申请通过使ito层位于碳素层的两侧起到对碳素层的保护作用，有效地防止了碳素层由于损坏而导致的性能降低，进而利用上述碳素层本身所具有的优异的导电性能和透光性，不仅降低了透明导电薄膜的阻抗，还提高了透明导电薄膜的透光性，降低了透明导电薄膜的雾度，进而使透明导电薄膜在保证光学性能的同时还能够具有较高的导电性能，满足现有技术中触控传感器对光学性能和导电性能的需求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明所提供的一种透明导电薄膜的剖面结构示意图；以及

图2示出了本发明所提供的另一种透明导电薄膜的剖面结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、透明基材层；20、导电层组；210、ito层；220、碳素层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中的透明导电薄膜无法满足触控传感器对光学性能和导电性能需求。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种透明导电薄膜，如图1所示，包括透明基材层10以及设置于透明基材层10上的导电层组20，导电层组20包括：至少两层ito层210，层叠设置于透明基材层10上；以及至少一层碳素层220，各碳素层220间隔设置于相邻ito层210之间。

由于碳素层暴露于空气中易受外界因素而导致受损，从而本申请通过使ito层位于碳素层的两侧起到对碳素层的保护作用，有效地防止了碳素层由于损坏而导致的性能降低，进而利用上述碳素层本身所具有的优异的导电性能和透光性，不仅降低了透明导电薄膜的阻抗，还提高了透明导电薄膜的透光性，降低了透明导电薄膜的雾度，进而使透明导电薄膜在保证光学性能的同时还能够具有较高的导电性能，满足现有技术中触控传感器对光学性能和导电性能的需求。

在本发明的上述透明导电薄膜中，ito的成膜方式是在真空环境下，利用沉积工艺进行成膜形成ito层210，而碳素掺杂是指真空环境下通过沉积或转印工艺，单次或多次将碳素设置于ito层上形成碳素层220，为了提高透明导电薄膜中碳素的掺杂效果、透光率并降低雾度，优选地，碳素层220的厚度为0.1～2nm；并且，优选地，导电层组20包括1～5层碳素层220，如图2所示。即每次沉积碳素的厚度为0.1～2nm，掺杂次数不超过5次，累积总厚度不大于10nm。

当碳素层220的厚度和层数满足上述优选的参数范围时，为了避免碳素掺杂过多对透明导电薄膜光学性能和导电性能的影响，优选地，碳素层220叠加后的总厚度为0.1～5nm；并且，为了避免导电层组20过厚对导电薄膜光学性能和导电性能的影响，优选地，导电层组20的厚度为15～35nm。

在本发明的上述透明导电薄膜中，本领域技术人员可以根据现有技术对碳素层的种类进行合理选取，为了有效地提高导电薄膜光学性能和导电性能，优选地，碳素层220为石墨烯层和/或纳米碳颗粒层。其中，石墨烯的成键结构能够使其具有较高的电子迁移率以及良好的柔韧性，且石墨烯的光学性能优于ito材料，具有很高的透光率，从而使掺杂有碳素的透明导电薄膜同时具有优异的光学性能和导电性能。

在本发明的上述透明导电薄膜中，为了保证ito层210有良好的导电性以及维持在可见光范围有着较好的透过率，ito层210中氧化锡的质量的百分比应该保持在1％～30％，优选地，ito层210中氧化锡的质量的百分比为2％～25％。

在本发明的上述透明导电薄膜中，导电层组20的方阻为0.01～60ω/sq，光透过率大于85％。具有上述优异导电性能和透光率的导电层组20能够使透明导电薄膜同时具有较高的光学性能和导电性能。

在本发明的上述透明导电薄膜中，为了保障透明基材层10能够具有一定的机械特性(强度、挺性等)以实现镀膜加工，同时为了满足电子产品轻薄化发展的要求，优选地，所述透明基材层10的厚度为5～200μm。

根据本申请的另一个方面，提供了一种触控传感器，包括上述的透明导电薄膜。本申请中的透明导电薄膜通过使ito层位于碳素层的两侧起到对碳素层的保护作用，有效地防止了碳素层由于损坏而导致的性能降低，进而利用上述碳素层本身所具有的优异的导电性能和透光性，不仅降低了透明导电薄膜的阻抗，还提高了透明导电薄膜的透光性，降低了透明导电薄膜的雾度，进而使透明导电薄膜在保证光学性能的同时还能够具有较高的导电性能，满足现有技术中触控传感器对光学性能和导电性能的需求。

下面将结合实施例进一步说明本发明提供的透明导电薄膜。

实施例1

本实施例提供的透明导电薄膜包括透明基材层以及设置于透明基材层上的导电层组，导电层组包括两层ito层，ito层层叠设置于透明基材层上，导电层组还包括一层碳素层，碳素层间隔设置于相邻ito层之间，其中，碳素层为石墨烯层，厚度为2.5nm，导电层组的厚度为14nm，ito层中氧化锡的质量的百分比为1.5％。

实施例2

本实施例提供的透明导电薄膜包括透明基材层以及设置于透明基材层上的导电层组，导电层组包括两层ito层，ito层层叠设置于透明基材层上，导电层组还包括一层碳素层，碳素层间隔设置于相邻ito层之间，其中，碳素层为石墨烯层，厚度为2nm，导电层组的厚度为15nm，ito层中氧化锡的质量的百分比为1.5％。

实施例3

本实施例提供的透明导电薄膜包括透明基材层以及设置于透明基材层上的导电层组，导电层组包括两层ito层，ito层层叠设置于透明基材层上，导电层组还包括一层碳素层，碳素层间隔设置于相邻ito层之间，其中，碳素层为石墨烯层，厚度为2nm，导电层组的厚度为15nm，ito层中氧化锡的质量的百分比为2％。

实施例4

本实施例提供的透明导电薄膜包括透明基材层以及设置于透明基材层上的导电层组，导电层组包括两层ito层，ito层层叠设置于透明基材层上，导电层组还包括一层碳素层，碳素层间隔设置于相邻ito层之间，其中，碳素层为石墨烯层，厚度为0.1nm，导电层组的厚度为15nm，ito层中氧化锡的质量的百分比为2％。

实施例5

本实施例提供的透明导电薄膜包括透明基材层以及设置于透明基材层上的导电层组，导电层组包括两层ito层，ito层层叠设置于透明基材层上，导电层组还包括一层碳素层，碳素层间隔设置于相邻ito层之间，其中，碳素层为石墨烯层，厚度为2nm，导电层组的厚度为35nm，ito层中氧化锡的质量的百分比为25％。

实施例6

本实施例提供的透明导电薄膜包括透明基材层以及设置于透明基材层上的导电层组，导电层组包括三层ito层，ito层层叠设置于透明基材层上，导电层组还包括两层碳素层，各碳素层间隔设置于相邻ito层之间，其中，碳素层为石墨烯层，厚度为1nm，导电层组的厚度为25nm，ito层中氧化锡的质量的百分比为15％。

实施例7

本实施例提供的透明导电薄膜包括透明基材层以及设置于透明基材层上的导电层组，导电层组包括六层ito层，ito层层叠设置于透明基材层上，导电层组还包括五层碳素层，各碳素层间隔设置于相邻ito层之间，其中，碳素层为石墨烯层，厚度为1nm，导电层组的厚度为25nm，ito层中氧化锡的质量的百分比为15％。

实施例8

本实施例提供的透明导电薄膜包括透明基材层以及设置于透明基材层上的导电层组，导电层组包括六层ito层，ito层层叠设置于透明基材层上，导电层组还包括五层碳素层，各碳素层间隔设置于相邻ito层之间，其中，碳素层为纳米碳颗粒层，厚度为1nm，导电层组的厚度为25nm，ito层中氧化锡的质量的百分比为15％。

对上述实施例1至8中透明导电薄膜的方阻和光透过率进行测试，测试结果如下表所示：

从上述测试结果可以看出，实施例1至8中的透明导电薄膜不仅能够具有较低的方阻，还能够具有较高的光透过率，即上述透明导电薄膜均能够在保证光学性能的同时具有较高的导电性能。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明的透明导电薄膜包括透明基材层以及设置于透明基材层上的导电层组，该导电层组包括至少两层ito层以及至少一层碳素层，ito层层叠设置于透明基材层上，且各碳素层间隔设置于相邻各ito层之间，由于碳素层暴露于空气中易受外界因素而导致受损，从而本申请通过使ito层位于碳素层的两侧起到对碳素层的保护作用，有效地防止了碳素层由于损坏而导致的性能降低，进而利用上述碳素层本身所具有的优异的导电性能和透光性，不仅降低了透明导电薄膜的阻抗，还提高了透明导电薄膜的透光性，降低了透明导电薄膜的雾度，进而使透明导电薄膜在保证光学性能的同时还能够具有较高的导电性能，满足现有技术中触控传感器对光学性能和导电性能的需求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。